공기연령(Air age)
개요
본 에제는 실내 환기 해석 결과를 이용해서 공기연령을 구하는 예제이다. 위쪽 3개 흡기구에서 유입되고 측면의 출구로 빠져 나가는 문제이다. 공기연령은 계산된 결과로부터 후처리를 통해 얻게 된다.
프로그램의 구동 및 격자
프로그램 실행 후 [새 작업(New Case)]를 선택한다. 시작 창에서 [솔버 유형(Solver Type)]은 [압력기반(Pressure-based)]를, [다상유동 모델(Multiphase Model)]은 [None]을 선택한다.
격자는 주어진 polyMesh 폴더를 활용한다. 상단 탭에서 [파일(File)]-[격자 불러오기(Load Mesh)]-[OpenFOAM]을 순서대로 클릭하고 polyMesh 폴더를 선택한다.
기본조건(General)
정상상태 계산이기 때문에 모든 설정은 디폴트 조건을 사용한다.
모델(Models)
난류 모델은 디폴트 조건인 standard $k-\epsilon$ 모델을 사용한다.
물질(Materials)
공기의 디폴트 조건을 사용한다.
경계조건(Boundary Conditions)
경계조건은 다음과 같이 설정한다.
- in1, in2, in3 : 입구 속도(Velocity Inlet)
- 속도 크기(Velocity magnitude) : 1
- 난류 강도(Turbulent Intensity) : 10
- 난류 점도 비율(Turbulent Viscosity Ratio) : 1000
- out : 출구 압력(Pressure Outlet)
- 압력(Pressure) : 0
- wall :벽면(wall)
수치해석 기법(Numerical Conditions)
[압력-속도 연성기법(Pressure-Velocity Coupling Scheme)]은 SIMPLEC를 선택한다.
[이산화 기법(Discretization Schemes)]의 압력(Pressure)를 [Linear]로 설정한다.
나머지는 디폴트 조건을 사용한다.
초기화(Initialization)
초기조건은 다음과 같이 설정한다.
- Velocity : (0 0 0)
- Pressure : 0
- Scale of Velocity : 1
- Turbulent Intensity : 10
- Turbulent Viscosity Ratio : 1000
계산
메뉴의 [병렬연산(Parallel)]-[환경설정(Environment)]를 클릭하고 원하는 코어수를 입력한다.
[계산 조건(Run Conditions)]은 다음과 같이 설정하고 [계산시작(Start Calculation)] 버튼을 누르면 계산이 시작된다.
- 계산회수(Number of Iterations) : 1000
- 자동 저장 간격(Save Interval) : 1000
계산이 시작되면 아래와 같이 잔차(residual) 그래프가 그려진다.
공기연령 계산, 후처리
[결과(Results)]-[데이터 추출(Reports)]에서 [필드 생성(Collateral Fields)]을 클릭한다.
Age를 선택하고 Compute 버튼을 누르면 age라는 필드가 마지막 결과에 생성된다.
메뉴에서 [외부 프로그램(External tools)]-[ParaView] 버튼을 클릭하여 paraview를 실행한다.
병렬연산이면 [Case Type]을 [Decomposed Case]로 변경한다.
[Slice] 아이콘을 선택한다.
Pipeline Browser에서 [Z Normal]을 선택하고, [Coloring]을 [age]로 선택하면 다음과 같은 그림을 확인할 수 있다.
